工程材料课程教学篇1
一、传统工程材料课程教学弊端
1、教学内容针对性不强
目前高职教育中的工程材料课程,从教材内容的编写和安排上,基本是将材料工程类专业所学的几门课程,如金属学、金属材料、金属热处理等有关内容经浓缩处理,全面推给学生,内容大而全。这对于机械类高职学生来说,在基础理论上要求过高,既耗费学生的大量精力,又误导学生的学习目的和任务要求,不利于学生日后的工作需要。同时,由于高职学生工业背景知识较为缺乏,感性认识较少,学习方法不适当,因而造成学生学习兴趣不高,效果不好的现象。
2、教学内容脱离实际
对于机械类专业的学生来说,如机电、数控、机械设计等专业,毕业后所从事的是产品设计,或设备维护维修,或研究解决产品制造过程中出现的一系列的工艺问题,因而学生需要获取的是与机械工程设计紧密相关的材料知识。在一般性的了解各类材料的性能特点,各类材料的使用范围的基础上,重点要求掌握各类零件在不同服役条件下的失效方式以及根据服役条件、失效方式确定对材料性能要求,通过分析、对比选用先进又经济的材料。而目前工程材料课的内容,相当一部分是针对材料专业的学生,讲述材料的晶体结构,金属与合金的结晶过程,金属与合金的组织与结构,加工工艺及其它们与性能之间的关系等,而把高职机械类专业学生在今后工作中最有可能需要的“机械零件的失效分析与选材”部分的内容放在了次要地位,甚至由于学时的关系将这部分忽略。造成学生在学习完本课程之后,不能建立明确的,根据服役条件进行选材的意识,造成学生不会选材,不知道如何选材现象。这样的教学内容,与高职教育“立足地方,为地方经济服务”的宗旨是不符的,而且也无法体现出培养应用型、实践型的高级技术人才的高职教育特色。
3、教学模式僵化
目前的教学模式基本上属于传统的“知识传授型”模式,以课堂灌输为主,过多的强调基本原理;学生被动的接受,死背书,考前突击,没能充分调动学生的学习积极性。单调枯燥的教学形式以及深奥的理论,造成“教者难,学者更难”的局面,令学生望而生畏。
二、工程材料课程改革的形式和手段
1、重新修订课程大纲
根据理论知识“必需、够用”为度,注重提高学生专业技能的原则,我们重新修订工程材料课的教学大纲,使之适应机械类学生的具体实际需求。如“金属学原理”中关于铁碳相图的部分,传统的教学顺序是通过金属和合金的晶体结构、结晶的过程,以及二元合金相图逐步引出铁碳相图。而对于机械类学生,这部分内容往往没有实际的应用价值,不是“必需”的知识。如果直接针对铁碳相图所需要的知识内容进行分析讲解,即降低了难度,又缩减了不必要的学时,同时加强了对重点内容的理解应用。这种方法已在实际课堂教学中应用,获得了很好的效果。
2、教学内容与时俱进
针对现在教学过程中“教师不知道教什么,学生不知道学什么,所学的东西工作中用不上”的弊端,在教学内容上可以采取“需求型”教学方法,即市场上需要什么样的人才,实际工作中需要什么专业知识,学校就培养适合的学生,教师就传授相关的知识。例如,在工程材料课程教学中,教师可以对绪论课进行改革。以前绪论课的重要性经常被忽略或降低,实际上,绪论课对后续课程的学习至关重要,应给学生讲清课程的性质、目的与作用,解决“为什么学,学什么,怎样学”的问题。从一开始就提升学生学习的兴趣,克服或避免学生一想到材料课就不感兴趣而产生逆反或抵触心理。必要时可以带领学生走出校门去人才市场看看机械类专业学生的供求信息,提高他们的学习自信心,或去生产单位看看实际工作中需要哪些专业技能,增强他们的学习兴趣。
3、不断改进教学方法
作为一门以工业实践和实验观察为基础的专业基础课,应该在学生接触大量的感性认识之后再进行教学,或是在教学中间让学生多增加感性认识,可通过金工实习、工厂参观,使学生迅速的吸收和理解工业知识。同时可以采取“问答式”的教学方法,在学生有了感性认识的基础上,让他们带着问题上课,在课堂上由学生提出实际问题,教师回答,在解答的同时传授基础理论知识。在考核方式上,采取灵活多变的方法。对于一门需要通过大量感性知识的认知,达到质的飞跃的课程,往往凭一张试卷定成绩是不全面的,更应该注意平时的积累,从课堂提问、讨论、试验几个方面进行综合的评定。同时,可以将考试内容尽可能的联系实际,考题多以实际案例为主,基础知识为辅,重在考察学生的实际应用能力和应变能力。
三、工程材料课程改革的重要意义
工程材料课程教学改革,要从学生的实际情况出发,根据学生的实际素质,保护学生的学习热情,不断增强他们的内驱力。教学中要确保学生的中心或主体地位,同时尊重客观实际,为社会培养大批懂技术、会应用的实用型人才。当前,我国高职教育正逐步走向成熟,工程材料课程教学改革正在起步阶段,切实做好还需时日,不能一蹴而就,要不断探索、不断总结、不断完善,闯出一条具有高职特色的工程材料课程教学方法,使教学体现“联系实际,深化概念,注重应用,重视创新,提高素质”的特色。
作者:武丹 周丽艳 赵艳红 单位:沈阳理工大学应用技术学院
工程材料课程教学篇2
工程材料是各工程类专业尤其是材料专业学生必修的一门技术基础课程，也是类机械专业知识实践的基础课程。掌握工程材料的基本知识有利于拓宽机械类专业学生的知识结构，提升其综合科学素质。所以如何建设好该门课程，对其毕业生的培养质量影响很大。工程材料课程主要介绍实际工程中使用的各种材料，尤其是钢、铁等金属材料，本课程开设的目的是培养学生区别、认识各材料的基本性能和热处理工艺，并能够灵活选材[1]的能力。但在实际课程教学中发现，采用传统的教学方法，学生获得知识较慢、课堂氛围沉闷，究其原因是由本门课程的特点决定的。传统的工程材料课程教学体系将材料类专业学生应掌握的工程材料学知识进行缩减，所用教材和实际教学内容却又强调材料学的理论性与系统性，而忽视了非材料专业(如机械、能源、动力、化工等专业)学生材料相关知识基础薄弱的实际，在某些知识点方面，如晶体学、合金相图，对学生要求过高，耗费时间较长，却得不到好的教学效果。在教学过程中未侧重强调在工程实践中合理选材、灵活取材的重要教学思想，未能突出工程材料学在其他学科中的交叉应用。结果就是很多非材料专业毕业生连常用材料的牌号与基本特性都没有掌握，因而灵活取材、选材，并选择正确的加工方法和制定工艺路线更是无从谈起。加之工程材料学本身教学内容广、概念多且较为抽象，学生学习感到枯燥乏味，现有的教学方法已无法满足工程材料对于非材料专业学生的教学需求，工程材料课程改革势在必行。本次改革从教学内容、教学方法和手段以及课程体系建设等方面对工程材料的教学进行探讨。
1明确教学目标
优化教学内容机械类专业的学生毕业后主要从事机械类产品的开发、设计与制造加工的相关工作，合理正确地选取材料是从事此类工作的基础，而随着科学技术的发展，选材用材也成为降低成本、提高产品质量的重要手段。材料工程师和机械设计工程师对于工程材料知识的需求是不同的，不仅侧重点有差异，深度也不一样。机械工程师侧重于正确地选材、用材，合理选择加工方法并制定工艺路线。他们需要的是工程设计制造中相关材料知识的运用能力，相对于材料工程师来说，更加偏向于材料的实际应用。因此机械类专业工程材料课程的教学要求和教学目标应符合机械类专业学生的实际工作需要，强调学以致用。因此，针对新的教学要求和目标，本次改革对工程材料课程的内容进行了重组。在满足所需基础理论知识的前提下，遵从“精简基础、突出重点、实用为度”的原则，将课程内容重组为三个部分。第一部分是材料科学基础知识，在此部分删掉了不必要且较深入的理论内容(如晶面、晶向指数，复杂的位错结构理论)，精简晶体学、相图以及热处理原理工艺等知识。第二部分为合理选材、用材知识。此部分为本课程的重点，应加强工程材料的实际应用内容，在总学时不变的情况下，增加实验学时并减少纯理论课时。第三部分是工程材料的加工工艺，要求学生可以对所选材料采用合理的加工方法并制定出加工路线。
2改进教学方法
丰富教学手段工程材料课程涉及的概念多、内容多，知识点抽象、知识面广，不仅有基本概念与原理，也有工程实践应用内容。目前的教学模式，基本上是沿用传统的板书教学，即“知识传授型”教学，教师以课堂灌输为主，难以克服教学内容多而杂的难点，将知识有效地传授给学生。本次改革选择以翻转课堂[2]为主要教学模式，利用先进的现代科学手段创新优化教学方法，丰富教学手段，并充分结合工程材料课程的特点，收获了良好的教学效果。翻转课堂旨在实现知识传授和知识内化的颠倒，将传统课堂中知识传授转移至课前完成，知识的内化则由原先课后做作业的活动转移至课堂中的学习活动，很好地解决了工程材料学知识杂、繁、多的难点。
2.1教学方法的改革
教学方法是指教师和学生为了共同完成“教”和“学”的任务而采用的工作方法，“教”与“学”两种方法相互联系、不可分割。改进教学方法是提高教学效果和教学质量的重要途径，针对本课程的特点，本次课题在实际教学过程中综合了启发式教学，讨论式教学，理论联系实际教学等方法。启发式和讨论式相结合的教学方法较于传统的“填鸭”教学更能调动学生积极性，活跃课堂氛围。教师在授课过程中不应只按照自己的思路来陈述知识或分析问题，还需要引起学生的响应，利用启发式和讨论式教学方法让学生积极参与到课堂中来，可以充分调动他们学习的主动性和积极性，并提高他们自主思考和解决问题的能力。鉴于工程材料的理论内容多、知识点抽象的特点，采用理论联系实际的教学方法，在课堂中恰当引入实际工程中的案例，由实际导出理论，就可以把知识简单化和具体化。如淬透性的概念易混淆且不易掌握，将其联系实际应用进行讲解，就能使学生更容易理解这一概念。
2.2教学手段的改革
随着科学技术的进步，发展出了很多简便、有效的教学手段，而传统的“教师—黑板—教材”的教学方式再也不能满足现代化教学的要求。通过引进多媒体教学、案例教学以及现场实物教学等新的教学手段，工程材料课程教学效果进一步得到提升。多媒体教学可以把陈述性表达无法取得良好效果的教学内容更直观生动地展示给学生，不仅可以提高学生的学习兴趣，更加深了其对基本理论内容的理解[3]。案例教学法[4]即“围绕一定专业背景(在这里主要是工程材料学)、目的把实际中真实的情境加以典型化处理形成实际的案例，供学生思考分析和决断，并通过独立研究和相互讨论的方式解决案例问题”。以机械设计中的减速器为例，减速器中的箱体、轴、齿轮等不同零件在不同工况下的使用性能要求不同，因而需要针对其不同失效形式进行合理选材，并确定加工路线。现场实物教学对于加深学生对理论知识的理解和提高他们的实践能力有很大的帮助。
3改革考核方式
考核既是学生学习成果和教师教学质量的考查和体现，更是学生在课程学习中的学习价值和学习方式的导航器[5]。传统的考核方式大多是“一卷定音”的期末考试模式，很多学生靠死记硬背也能通过考试，能否顺利通过课程考试也就成为学生比较关心的问题，甚至是部分学生学习的动力。这种考核方式不能正确反映学生的学习情况，更不能调动学生的学习兴趣和积极性，达不到培养目标。因此，需要对传统的考核方式需要做出一些改革。为了能够真实地考核出学生对知识的掌握情况，并激发学生学习的动力，本次改革采用了平时学习考核、实践考核和期末测试考核相结合的考核方式，学生对应的成绩也由平时成绩、实践成绩和期末考试成绩三部分组成。平时成绩又细分为课程小论文、课堂讨论和平时作业成绩，这部分主要考核学生对本课程理论知识的掌握程度；实践成绩由实验与工程实践成绩组成，注重考核学生的动手能力和自主解决问题的能力；期末考试试卷由教师自主命题，知识点覆盖全面，考核学生对工程材料知识的综合运用能力。多元化的考核标准充分考虑到答案的多样性与多质性，鼓励不同的想法；既重视考试结果，也重视学习过程；调动学生的学习积极性，不再死记硬背以求通过考试。
4结语
通过机械工程材料的课程教学实践，从重视探究性、研究性学习，体现以教师为主导、以学生为主体的现代教学理念出发，对教学内容、教学目的和教学方法进行了合理的设计，探讨得出了一套较为合适的教学体系。该体系以翻转课堂为主要教学模式，融合了启发式、讨论式、理论联系实际等教学方法，并辅以信息化教学技术和多元的考核评价方式，将现代教育思想融入了教学实践。另外，随着科学技术的发展与课程改革的实施，机械工程材料还需要及时更新教学内容与教学手段，把最新的研究成果和教学方法融入课程，与时俱进，使教学质量保持在较高的水平。
作者:孙红亮 杨康 朱德贵 邱慧 单位:西南交通大学材料学院
工程材料课程教学篇3
随着高职教育的深入发展，高职教育的培养目标已经明确，即是培养面向生产第一线、有一定专业理论知识、又有较高的职业技能的高级技术应用型人才。因此，合理选择教学内容，制定相应的教学大纲是非常重要的。作者从事工程材料课程的教学已有多年，在认真总结多年教学实践的基础上，对工程材料这门课程进行了一定程度的教学改革，取得了较好的教学效果。
一、工程材料课程的地位和特点
工程材料课程是机械及近机类各专业学生必修的专业基础课。它主要阐述常用工程材料的成份、组织、性能及应用等方面的基础理论和基本知识，为机器零件的设计、制造、使用和正确选材、合理用材提供必要的知识，同时它也是学习机械零件、机械设计及机械制造等课程不可缺少的先行必修课。工程材料课程的主要特点是概念多、术语多，内容繁多、抽象，而且各部分内容之间的内在逻辑性不易掌握。机械类及近机械类专业开设的工程材料课程理论教学必须以应用为目的、以必须够用为度来确定本课程的教学体系。
二、整合教学内容，适应改革的需要
高职教育要面向市场、以就业为导向，以服务为宗旨，加快培养大批高技能人才和高素质劳动者，强调对学生应用能力和实践动手能力的培养，也就要求学生有更多的时间去进行相应的技能训练，因此，对理论教学的课时数必然作大幅度的缩减。目前大多数学院工程材料课时数在32—42学时之间，而原学时总数在60左右。课程设置主要存在两种走向，其一是独立设置，其二是与其它课程整合。目前该课程较多的是与工程力学、机械设计、公差与配合等课程合并为机械基础这门课程。不管课程是独立设置，还是与其它课程合并，在制定教学方案时，均应以加强实际应用教学为出发点，保留本课程所要求开出的基本实验项目。新的教学基本要求在内容和安排上作了许多取舍和调整，所缩减的课时主要从理论授课方面加以调整，改革前后其课时对比分配见表1。
1.对基本理论应以必需、够用为原则，削枝强干，合理取舍。如对金属的晶体结构理论、二元合金相图等与工程实际联系不大的内容，作了适当删减；再如金属在冷却时的相应机理部分过深，可适当降低理论深度，使之简浅易懂。同时精简了部分传统内容，如钢在加热时的组织转变及钢的淬透性研究，而主要介绍几种常用热处理方法的特点及应用。
2.随着材料工业的发展，对工程材料部分改变了以往金属材料一统天下的模式，在保留金属材料作为主要工程材料的前提下，强化非金属材料部分；同时结合新型材料如高分子材料、陶瓷材料和复合材料等结构材料的同时，增加了功能材料的内容。要求学生了解当代材料处理新工艺和材料科学的新发展。重点掌握工程材料的成分结构、性能、应用与加工工艺，为今后的专业学习打好基础；熟悉各类常用的结构工程材料的牌号、组织、性能和应用；了解常用工程材料的改性、硬化和表面处理技术的知识。
3.教学大纲的制定要充分体现高职教育的特点。以专业群体对综合能力的要求为依据决定课程内容的舍取。我院机电、数控及电气控制专业，应适当减少金属材料及热处理内容，相对增加非金属材料的内容；对机制、模具专业，则重点强调模具用钢，阐述模具用钢的塑性变形及韧性的合理配合，以及模具热处理在延长模具使用寿命中所起的作用。使学生深刻了解可通过热处理充分发挥材料的强度和韧性潜力，以实现大幅度延长模具寿命的目的。
三、课程教学方法的改革
前面已经说过工程材料这门课程概念多，而且比较抽象，随着理论课时的压缩，该课程的教学方法也必须作相应的改革。
1.利用教学辅助手段增加教学内容的直观性。采用电视录相、幻灯片、多媒体课件等现代教学手段，不仅可以大幅度提高教学过程中的信息量，而且还可以更真实地反映材料应用环节等情景。加深了学生对材料组织、结构、性能的认识，提高了教学效果。
2.提倡学生参与教学活动，诱导学生开动脑筋，使学生与教师产生互动。对于叙述性强的、内容较易的内容，应下放给学生自习，教师则在课上抽一定时间进行提问，这样既可保持知识的连续性，又可保证重点内容讲解所需要的学时数。
3.讲授过程中着重讲授重点、难点，力求做到“精讲”，同时加强理论联系实际。在讲授有关内容时，尽量结合一些工程实际和日常生活实例进行讲解，使学生容易理解。如在介绍钢的热处理时，以20钢制造轴类零件为例，说明进行热处理和不进行热处理，其材料在组织和性能上的差别，从而使学生知道为什么要进行热处理，知道热处理是充分挖掘材料的潜力、更合理、更节约地使用材料的有效途径。
4.加强实验教学环节，增强学生的直观感。一般情况下工程材料课程开设三个实验，即金相组织观察、硬度测试、钢的热处理。经过调整将其重新安排成一个综合性实验，使知识整体化和系统化，大大地节约了教学时间。另外，将节省下来的时间组织学生到企业进行现场观摩，这样可以学到一些在课堂上讲不到和讲不清的知识，让他们了解先进的设备和先进工艺，扩大学生知识面，提高了学生的学习兴趣和积极性。
5.注重平时学习，改变考试方法。对机械类或非机械类专业的学生来说工程材料课程是一门考查课程，原来只是在期末进行一次考卷答题作为最终学习成绩。由于本课程内容多、涉及面广、概念抽象，学生往往对本课程感到枯燥、不好学，因此也不愿意学。学生在考前只是进行突击硬背，这样学习效果差。因此改变考试方法是本课程教学改革的重要环节。笔者认为，对此课程的考核应注重平时的学习，主要是实验、课堂提问、作业以及上课情况等都应纳入考核中来，尤其是课堂提问、讨论、作业等。这样可以给学生一个合理的评定，更主要的是使学生注重平时对知识的学习、消化、掌握和积累。或者作一个综合训练题，如汽车、拖拉机齿轮，轴类等典型零件选材与工艺分析，将所学有关材料的性能、材料的选择及热处理工艺的选择、制定融合起来，让学生做一次很好的练习。
四、结束语
经过二轮的教学改革实践，我校工程材料课程教学收到了良好的效果，学生由消极学习转为积极学习，由被动学习变为主动学习。课程教学体系的改革是一个综合性的系统工程。一门课程的改革不仅要考虑本课程的特点，而且还必须考虑与其它相关课程的衔接，同时还需要教与学之间的相互配合。
总之，在教学改革过程中总会遇到各种困难和阻力，但是，只要我们在明确当前高职教育培养目标，正确选择课程教学内容，充分体现教学内容的先进性、实践性、通用性和综合性，那么改革就能够达到高职教育的目的。
参考文献：
[1]周超梅.对高职工程材料课程教学改革的几点看法[J].辽宁高职学报，2003，5（2）：100-101.
[2]谢春生.浅谈《机械工程材料》课程教学效果的提高[J].华东船舶工业学院学报，1999，13（5）：79-81.
作者:艾小玲 单位:武汉职业技术学院
